机场群航班时刻资源优化配置技术与方法研究
批准号:
U2033203
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
207.0 万元
负责人:
王艳军
依托单位:
学科分类:
电子学与信息系统
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王艳军
中文摘要
航班时刻是航空运输系统内最重要的资源,科学合理的时刻配置是提升系统运行效率和效益的关键。已有时刻配置研究局限于单一机场,面向机场群的时刻配置研究尚未开展。建设世界级机场群是我国民航发展的一项重要任务,开展机场群航班时刻资源优化配置研究具有广阔的应用前景。本项目拟采用数据驱动、数学建模和计算机仿真相结合的方法,识别机场群运行模式,构建机场群内交通流分配模型和基于排队论的机场群运行模型;考虑天气等不确定性因素提出基于随机优化的公布容量确定方法;考虑机场群内时刻协调机场、辅时刻协调机场和非时刻协调机场,建立具有异质节点网络的资源分配模型;在给定机场公布容量、空域容量和时刻配置规则下优化分配时刻。通过计算机仿真与实际运行对模型和方法进行平行验证。本项目不仅符合国家和行业战略发展需求,具有重大应用价值,同时还具有重要的科学意义。
英文摘要
Slot is the most valuable resource in the air transport system. The optimal allocation of slots to airlines is fundamental to the improvement of the efficiency and performance of the system. Previous research mainly focuses on slot allocation for a single airport, while little work can be been found in slot allocation for airports in a metropolitan area. The development of airports in the metropolitan area is one of the main tasks of the civil aviation of China. Therefore, the optimization of slot allocation in these airports has practical significance. This project aims to optimize slot allocation in a group of airports, by the combination of mathematical modeling, fast-time simulation and data-driven approaches. The operational patterns of metroplex are first identified from historical data. A traffic assignment model and a queuing-based operation model are then developed. The robust optimization and stochastic optimization are introduced to determine robust declared capacities for airports. Heterogeneous network models consisting of coordinated airports facilitated airports, and level 1 airports are formulated to optimize slot allocation, under the constraints of slot policies and declared capacities. The optimization results are validated and evaluated through high-fidelity simulation and/or field tests. This research is in line with the strategy for the development of national civil aviation. It also has significant scientific implications for demand management and resource allocation in air transportation.
机场航班时刻是航空运输系统最重要的资源,合理配置航班时刻不仅直接影响到航空运输系统的效率和效益,更关系到国家民航强国战略目标的实现。本项目面向我国民航发展中机场群建设重大任务,以机场群航班时刻优化配置为研究对象,开展了以下四方面的研究:(1)机场群运行模式识别和机场群交通流分配。提出了基于深度聚类的机场群和机场网络交通模式识别算法,开发了机场群交通流分配模型,建立了基于排队论的机场群运行模型,探讨了机场运行交互机理;(2)机场公布容量确定方法。综合考虑机场群航季运行过程中机场运行容量的特征,提出了基于随机规划的机场群公布容量方法,实现了机场公布容量稳健性确定方法;(3)机场群航班时刻优化配置模型。构建了考虑公平性和飞行时间不确定性的机场群航班时刻配置模型,实现了不同公平性配置方案下机场公布容量和空域容量的协同配置;(4)机场航班时刻优化配置算法。提出了基于强化学习和邻域搜索的航班时刻优化算法,实现对大规模航班时刻优化模型的快速求解。(5)原型系统开发和验证。以粤港澳大湾区机场群为例开展了仿真验证,并开发了机场群航班时刻管理原型系统。本项目充分考虑了航班时刻管理需求和机场群运行特征,从时刻供给确定到时刻资源优化配置,系统化提出了机场群航班时刻管理方法,丰富了航班时刻研究内容和成果,对机场航班时刻管理和空中交通流量管理具有重要的理论与实践指导价值。
先进空中出行背景下人机信任及人机协作策略研究
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批准号:52272333
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项目类别:面上项目
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资助金额:59万元
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批准年份:2022
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负责人:王艳军
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依托单位:
高度自动化系统对管制员行为影响研究
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批准号:U1833126
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:34.0万元
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批准年份:2018
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负责人:王艳军
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依托单位:
数据驱动的航空运输系统多层结构及韧性研究
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批准号:61773203
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项目类别:面上项目
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资助金额:16.0万元
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批准年份:2017
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负责人:王艳军
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依托单位:
空中交通管制员行为动力学及管制意图识别研究
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批准号:61304190
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2013
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负责人:王艳军
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依托单位:
国内基金
海外基金